[发明专利]汽车噪声衰减装饰部件

说明书

技术领域

本发明涉及用于车辆中的噪声衰减的汽车装饰部件。

背景技术

车辆中噪声源是很多的，其包括传动系、动力传动系统、轮胎接触印迹(由道路表面引起)、制动器以及风，等等。由车辆驾驶舱中的这些源所产生的噪声覆盖了较大的频率范围，对于一般柴油和汽油车辆来说，该频率范围可以大到6.3kHZ(在该频率以上，由车辆中的噪声源所辐射的声功率一般是可忽略的)。车辆噪声一般分成低、中和高频率噪声。通常，低频率噪声可被认为覆盖从50Hz到500Hz的频率范围，并由“结构”噪声占首要地位：振动通过多个结构路径传递到环绕乘客驾驶舱的面板，这些面板然后将噪声发散到驾驶舱自身。另一方面，通常高频率噪声被认为覆盖2kHz以上的频率范围。高频率噪声通常由“气载”噪声占首要地位；在这种情形下，振动通过空气路径传递到环绕乘客驾驶舱的面板。人们认识到存在灰色区域，在该灰色区域中这两种效应结合并且任一种都不占主导地位。但是，对于乘客的舒适度来说，使噪声在中频率噪声中减弱应当同使噪声在低频率、高频率噪声中减弱同等重要。

众所周知，为了诸如汽车和卡车等车辆中的减声，隔声器、减声器以及吸声器等被用来反射和消散声音，并由此减少了整体的内部声音水平。

通常使用“质量-弹簧”隔离系统来获得隔声，由此，质量元件由一层高密度的不可渗透的材料形成，一般称作厚层；弹簧元件由一层低密度的材料形成，例如不可压缩的毛毡或泡沫。

术语“质量-弹簧”通常用来限定隔离系统，其通过称为“质量”和“弹簧”的两元件的结合来提供声音隔离。如果部件或装置的物理行为可由质量元件和弹簧元件的结合来表现，那么该部件或装置被称为作为“质量-弹簧”工作。理想的质量-弹簧系统用作隔声器，这主要是由于其结合在一起的元件的机械特性。

质量-弹簧系统一般放在汽车内的钢层的顶部上，其弹簧元件与钢层相接触。如果看作一个整体，整个系统(质量-弹簧加上钢层)具有双重隔离的特性。插入损耗是用来描述当放在钢层的顶部上时质量-弹簧系统的作用的有效的程度，其独立于由钢层本身所提供的隔声。因此，该插入损耗显示了质量-弹簧系统的隔声性能。

描述质量-弹簧系统的理论插入损耗曲线(IL，以dB测量)特别具有下列特征。在频率范围的大部分上，曲线随着频率以近似线性方式增加，增长率为大约12dB／倍频程；这种线性趋势被认为是非常有效地保证对传入声波的良好隔声；为此，质量-弹簧系统已经广泛地用于汽车工业。这种趋势仅在称作“质量-弹簧系统的谐振频率”的特定频率值以上才能实现，在该特定频率值，系统不能有效地用作隔声器。该谐振频率主要取决于质量元件的重量(重量越大，谐振频率越低)和弹簧的刚度(刚度越大，谐振频率越高)。在质量-弹簧系统的谐振频率上，弹簧元件将底层结构的振动以非常高效的方式传递到质量元件。在该频率，质量元件的振动比底层结构的振动更大，因此由质量元件所传播的噪声比没有质量-弹簧系统的底层结构所传播的噪声更大。因此，在质量-弹簧系统的谐振频率周围，IL曲线具有负的最小值。

声学隔离器的隔声性能通过声音传输损耗(TL)来评定。声学隔离器减少被传递的噪声的强度的能力依赖于形成隔离器的材料的性质。控制声学隔离器的声音TL的一种重要的物理特性是其组分层的每单位面积的质量。为了获得最好的隔声性能，质量-弹簧系统的厚层将通常具有将声波的反射最大化的平滑的高密度表面、无孔结构和将振动最小化的特定材料刚度。

通常典型的质量层由诸如EPDM、EVA、PU、PP等高填充密度材料制成。这些材料具有通常高于1000kg／m³的密度、将声波的反射最大化的平滑表面、无孔结构和将振动最小化的特定刚度。在这一点上，众所周知，薄的和／或结构上多孔的许多纺织织物对于隔声而言都是不理想的。

通常利用多孔层来获得吸声。消声系统的吸声特性由吸收系数(无因次值)来评估。吸声器通常由开口的多孔材料制成，例如毛毡或泡沫。

吸声和隔声系统都各自有它们最佳工作的小频带。吸声器一般在高频率下更好地工作，而隔声器一般在低频率下更好地工作。而且，这两个系统对于用在现代车辆中都是次优选的。隔声器的效率很强地依赖于其重量，隔声器的重量越大，效率越高。另一方面，隔声器的效率很强地依赖于材料的厚度，越厚越好。但是，厚度和重量都越来越受到限制。例如，重量影响车辆的燃油经济性，材料的厚度影响车辆的空间。